TUGAS AKHIR
PENGARUH CLEANUP GASIFIER TERHADAP PRODUK
GAS HASIL GASIFIKASI MENGGUNAKAN MEDIA GERAM
BESI, ZEOLIT, DAN SERBUK GERGAJI
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Menyelesaikan Progeram Studi Strata Satu Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun oleh :
PUTUT ARIYANTO D 200 12 0123
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
vi MOTTO
“Kemenangan yang seindah-indahnya dan sesukar-sukarnya yang boleh direbut oleh manusia ialah menundukkan diri sendiri.” (Ibu Kartini)
“Pendidikan merupakan perlengkapan paling baik untuk hari tua.” (Aristoteles)
“Harga kebaikan manusia adalah diukur menurut apa yang telah dilaksanakan atau diperbuatnya.” (Ali Bin Abi Thalib)
“Apabila Anda berbuat kebaikan kepada orang lain, maka Anda telah berbuat baik terhadap diri sendiri.” (Benyamin Franklin)
“Hiduplah seperti pohon kayu yang lebat buahnya, hidup di tepi jalan dan dilempari orang dengan batu, tetapi dibalas dengan buah.”
(Abu Bakar Sibli)
“Kita berdoa kalau kesusahan dan membutuhkan sesuatu, mestinya kita juga berdoa dalam kegembiraan besar dan saat rezeki melimpah.”
(Kahlil Gibran)
“Banyak kegagalan dalam hidup ini dikarenakan orang-orang tidak menyadari betapa dekatnya mereka dengan keberhasilan sat mereka
menyerak.” (Thomas Alva Edison)
“Jadilah kamu manusia yang pada kelahiranmu semua orang tertawa bahagia, tetapi hanya kamu sendiri yang menangis; dan pada kematianmu
vii
PENGARUH CLEANUP GASIFIER TERHADAP PRODUK GAS HASIL GASIFIKASI MENGGUNAKAN VARIASI MEDIA GERAM BESI,
ZEOLIT DAN SERBUK GERGAJI
Abstrak
Cleanup gasifier adalah suatu perangkat yang digunakan
untuk membersihkan produk gas dari gas pengotor dan tar yang dihasilkan dari proses gasifikasi. Gasifikasi adalah suatu proses perubahan bahan bakar padat secara thermokimia menjadi gas, dimana udara yang diperlukan lebih rendah dari udara yang digunakan untuk proses pembakaran.
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh penggunaan cleanup gasifier menggunakan variasi media filter (geram besi, zeolit, serbuk gergaji dan campuran) terhadap produk gas yang dihasilkan dari proses gasifikasi. Nyala api dari gas yang telah dibersihkan digunakan untuk menghitung nilai kalor pendidihan air.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa penggunaan cleanup
gasifier mampu membersihkan produk gas dari gas pengotor dan
tar. Data yang diperoleh menunjukkan temperatur nyala api tertinggi sebesar 676° C menggunakan media filter campuran, waktu nyala api efektif terbaik selama 72 menit menggunakan media filter geram besi, waktu tercepat pendidihan air selama 28 menit menggunakan media filter campuran, nilai kalor sensibel tertinggi sebesar 603,823 kJ menggunakan media filter campuran, dan nilai kalor laten tertinggi sebesar 1918,450 kJ menggunakan media filter campuran.
Kata kunci : Biomassa, Cleanup Gasifier, Fluidized Bed,
viii
Abstract
Cleanup gasifier is a device used to clean the gas product
from gas contaminant and tar produced by gasification processes.
Gasification is a process of change thermochemical solid fuel into
gas, the necessary air is lower than the air used for combustion
processes.
This research was conducted to determine the effect of the
cleanup gasifier using a variety of filter media (chip metal, zeolite,
and sawdust) from the product gas produced by gasification
processes. The flame of the gas that has been cleaned is used for
calculating the calorific value of boiling water.
The research results showed that the use cleanup gasifier
capable of cleaning gas product from gas contaminant and tar.
The data obtained showed the highest flame temperature at 676°
C using mixture of filter media, the best time effective flame for 72
minutes using chip metal of filter media, the fastest time of boiling
water for 28 minutes using mixture of filter media, the highest
value of sensible heat at 603,823 kJ using mixture of filter media,
the highest value of latent heat at 1918,450 kJ using mixture of
filter media.
Keywords : Biomass, Cleanup Gasifier, Fluidized Bed,
ix
HALAMAN PERSEMBAHAN
Dengan rasa bangga, teriring syukur yang tiada henti kepada Allah SWT atas limpahan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya sederhana ini, dengan penuh rasa syukur penulis mempersembahkan karya ini kepada :
1. Kedua orang tua tercinta, Bapak Hadi Supeno dan Ibu Sukiyem yang telah memberikan dukungan, do’a, perhatian dan kasih sayang.
2. Ketiga saudara tercinta, Puji Hartono, Dwi Sumarti dan Agung Wibowo yang selalu memberi saran, nasehat dan semangat.
3. Bapan Nur Aklis yang telah meluangkan waktu dan tenaga untuk memberi bimbingan dalam Tugas Akhir ini.
4. Ni Ajeng Intan Permata Sari, Pungky Elsa dan Dwi Hastuti yang telah memberi semangat dan dukungan.
5. Arifin Fajar Hidayat, Nur Saputra, Ari Purnomo, Doni dan Dona yang telah membantu dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
6. Rekan-rekan Teknik Mesin angkatan 2012 yang telah menemani dari awal kuliah sampai sekarang.
x
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum wr.wb
Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan ini dapat terselesaikan.
Tugas akhir yang berjudul “PENGARUH CLEANUP GASIFIER
TERHADAP PRODUK GAS HASIL GASIFIKASI MENGGUNAKAN MEDIA GERAM BESI, ZEOLIT, DAN SERBUK GERGAJI” dapat terselesaikan atas dukungan dari beberapa pihak. Untuk itu penulis menyampaikan terimakasih kepada :
1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT., Ph.D. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Tri Widodo Besar Riyadi, ST., M.Sc., Ph.D. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Ir. Sunardi Wiyono, MT. selaku Koordinator Tugas Akhir sekaligus sebagai dewan penguji yang telah memberi bimbingan dan nasehat.
4. Bapak Nur Aklis, ST., M.Eng. selaku dosen pembimbing yang telah memberi dukungan serta arahan dalam penulisan laporan Tugas Akhir ini.
5. Bapak Ir. Sartono Putro, MT. selaku dosen Pembimbing Akademik sekaligus sebagai dewan penguji yang memberi bimbingan serta arahan.
6. Bapak Ir. Pramuko I P, MT. selaku Kepala Laboratorium Jurusan Teknik Mesin yang telah memberi izin untuk melakukan penelitian di Laboratorium Teknik Mesin.
7. Kedua orang tua Bapak Hadi Supeno dan Ibu Sukiyem yang selalu memberi semangat, do’a dan dukungan baik moril maupun materil. 8. Ketiga saudara saya Puji Hartono, Dwi Sumarti dan Agung Wibowo
xiii
4.2.2 Temperatur Nyala Api Pengujian Dengan Media Geram Besi ... 44
4.2.3 Temperatur Nyala Api Pengujian Dengan Media Zeolit ... 45
4.2.4 Temperatur Nyala Api Pengujian Dengan Media Serbuk Gergaji ... 46
4.2.5 Temperatur Nyala Api Pengujian Dengan Media Campuran ... 46
xiv
4.3 Temperatur Pendidihan Air ... 49
4.3.1 Temperatur Pendidihan Air Pengujian Tanpa Filter ... 49
4.3.2 Temperatur Pendidihan Air Pengujian Dengan Media Geram Besi ... 50
4.3.3 Temperatur Pendidihan Air Pengujian Dengan Media Zeolit ... 51
4.3.4 Temperatur Pendidihan Air Pengujian Dengan Media Dan serbuk gergaji ... 52
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Rute Konversi Thermal Biomassa ... 14
Gambar 2.2 Skema Reaktor Fixed Bed Aliran Counter-Curren dan Co-Current ... 18
Gambar 4.2 Grafik Temperatur Nyala Api Pengujian Tanpa Filter ... 43
Gambar 4.3 Grafik Temperatur Nyala Api Pengujian Dengan Media Geram Besi ... 44
Gambar 4.4 Grafik Temperatur Nyala Api Pengujian Dengan Media Zeolit ... 45
Gambar 4.5 Grafik Temperatur Nyala Api Pengujian Dengan Media Dan serbuk gergaji ... 46
Gambar 4.6 Grafik Temperatur Nyala Api Pengujian Dengan Media Campuran ... 47
Gambar 4.7 Grafik PerbandinganTemperatur Nyala Api ... 48
Gambar 4.8 Grafik Temperatur Pendidihan Air Pengujian Tanpa Filter ... 50
Gambar 4.9 Grafik Temperatur Pendidihan Air Pengujian Pengujian Dengan Media Geram Besi ... 50
Gambar 4.10 Grafik Temperatur Pendidihan Air Pengujian Pengujian Dengan Media Zeolit ... 51
xvi
Gambar 4.12 Grafik Temperatur Pendidihan Air Pengujian Pengujian Dengan Media Campuran ... 53 Gambar 4.13 Grafik Perbandingan Temperatur Pendidihan Air ... 54 Gambar 4.14 Grafik Nilai Kalor Pengujian Tanpa Filter ... 55 Gambar 4.15 Grafik Nilai Kalor Pengujian Dengan Media Geram
Besi ... 56 Gambar 4.16 Grafik Nilai Kalor Pengujian Dengan Media Zeolit ... 57 Gambar 4.17 Grafik Nilai Kalor Pengujian Dengan Media Serbuk
Gergaji ... 57 Gambar 4.18 Grafik Nilai Kalor Pengujian Dengan Media
xvii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Aspek-aspek teknis Gasifikasi Menggunakan Fluidized
Bed ... 22
Tabel 2.2 Rangkuman Data Kondisi Operasi Beberapa Jenis
xviii
DAFTAR SIMBOL
Simbol Satuan
QS = Kalor Sensibel [Joule]
m = Massa bahan bakar [kg] Cp = Kalor jenis air [kJ/kg°C]
ΔT = Perubahan Suhu [°C] QL = Kalor Laten [Joule]
muap = Massa uap air [kg]
hfg = Enthalpi penguapan [kJ/kg]
ma = Massa air mula-mula [kg]
mb = Massa air akhir [kg]
